Soal Essay Hukum Gravitasi Newton, Jawaban dan Pembahasan

Hai teman-teman, berikut ini akan disajikan Soal Essay Hukum Gravitasi Newton, Jawaban dan Pembahasan. Mudah-mudahan saja Soal Essay Hukum Gravitasi Newton, Jawaban dan Pembahasan ini bermanfaat banyak.

Hukum gravitasi Newton adalah kesimpulan Newton bahwa gaya tarik gravitasi yang bekerja antara dua benda sebanding dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda.

Gravitasi bumi merupakan salah satu ciri bumi, yaitu benda-benda ditarik ke arah pusat bumi. Gaya tarik bumi terhadap benda-benda ini dinamakan gaya gravitasi bumi. Besar gaya tarik-menarik ini berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

Soal No. 1) Jika dua planet masing-masing bermassa 2 x 1020 kg dan 4 x 1020 kg, mempunyai jarak antara kedua pusat planet sebesar 2 x 105 km. Tentukan besar gaya tarik menarik antara kedua planet tersebut?

Jawaban:

m1 = 2 x 1020 kg
m2 = 4 x 1020 kg
r = 2 x 105 km = 2 x 108 m
F = Gm1.m2r2
F = 6,672.10-112.1020 x 4.1020(2.108)2
F = 1,33.1014 N

Soal No. 2) Dua buah planet X dan Y terpisah sejauh R meter. Massa planet X sama dengan massa planet Y sebesar M kg. Jika nilai tetapan gravitasi universal G, maka tentukanlah besar gaya gravitasi planet X terhadap Y?

Jawaban:
Diketahui :
M1 = M2 =  M kg
jarak antar planet = R m


Gaya gravitasi planet X sama besar dengan gaya gravitasi planet Y, dengan arah yang saling berlawanan.

Soal No. 3) Berapa besar gaya gravitasi yang bekerja pada sebuah pesawat ruang angkasa yang bermassa 2500 kg dan mengorbit bumi denganjari-jari orbit 13 x 106 m? diketahui massa bumi 5,98 x 1024kg.

Jawaban:
dengan menggunakan rumus pada persamaan diatas, kita bisa menemukan gaya gravitasinya. Dengan cara sebagai berikut:

F=G (m1.m2)/r2
F=6,72 x 10-11.(2500 x 5,98 x1024)/(13×106 )2
F = 5900 N
Jadi gaya gravitasi yang bekerja pada pesawat tersebut adalah 5.900 N.

Soal No. 4) Jika Bumi menyusut menjadi setengah semula, tapi massanya tetap, maka apa yang terjadi dengan massa benda-benda yang ada di permukaan bumi?

Jawaban:
dalam teori mekanika klasik (NEWTON) massa bumi selalu tetap tidak dipengaruhi tempat

Soal No. 5) Jika dua buah planet memiliki massa 2 x 1020 kg dan 4 x 1020 kg. Jarak antar dua planet adalah 2.105 km. Tentukanlah gaya gravitasi antar 2 planet!

Pembahasan
Diketahui:
M1 = 2 x 1020 kg
M2 = 4 x 1020 kg
R  = 2.105 km
Ditanya F = ?

Jawaban:

 

 

 

 

 

 

 

Soal No. 6) Hitunglah besar gaya gravitasi yang terjadi antara bumi dan bulan. Berapakah percepatan bulan mengeliingi bumi? Diketahui massa bumi ma = 6,0 x 108kg, massa bulan mb = 7,4 x 1022kg , dan jarak bumi ke bulan r ab = 3,8 x108m.

Jawaban:
Langkah pertama yaitu menentukan dulu gaya gravitasi yang terjadi antar bumi dan bulan.

F=G (m1.m2)/r2
F=6,67 x10-11.((6,0 x1024).(7,4 x 1022 ))/((3,8 x108 )2)
F = 2,1 x 10 20 N

Besarnya Gaya F = 2,1 x 1020 N ini merupakan gaya sentripetal yang menjaga bulan tetap mengorbit mengelilingi bumi. Jika ditinjau dari angkanya gaya ini sangat besar. Tetapi jika dikaitkan dengan massa bulan yang juga besar, gaya ini relative kecil. Kemudian menentukan percepatan bulan mengorbitbumi. Dapat dihitung dengan persamaan berikut.

F = m.a
a = F/m
a = (2,1 x1020)/(7,4 x 1022 )
a = 0,0028 m/s2

Soal No. 7) Sebuah benda berada pada permukaan bumi, massa benda itu adalah 320 kg. Bila benda tersebut dibawa pada ketinggian 3 R dari permukaan bumi. Tentukanlah:
a. Massa benda pada ketinggian tersebut
b. Besar percepatan gravitasi pada ketinggian tersebut
b. berat benda pada ketinggian tersebut

Pembahasan:
Diketahui:
m= 320 kg, w= 3200 N
r= R bumi
r= R bumi + h
r= R bumi + 3 R bumi
r= 4R bumi

Ditanya:

  1. m2
  2. g2
  3. w2

Jawaban:
Massa benda selalu tetap, walaupun berada di ketinggian tertentu atau di planet manapun. Adapun yang mengalami perubahan adalah percepatan gravitasi yang dialami benda.

Soal No. 8) Joni yang massanya 53 kg berdiri di dalam sebuah lift yang sedang bergerak ke atas dengan percepatan 2 m/s2. Jika percepatan gravitasi bumi (g) = 10 m/s², berapakah gaya tekan kaki rizki amalia pada lantai lift?

Pembahasan :
Diketahui:
m = 53 kg
a = 2 m/s²
g = 10 m/s²
Ditanyakan: gaya tekan kaki (N)
Jawaban:
Dengan menggunakan persamaan (2), diperoleh
N = m(g + a)
N = 53(10 + 2)
N = 53(12)
N = 636 N
Jadi, gaya tekan kaki rizki amalia pada lantai lift adalah 636 N.

Soal No. 9) Dua buah benda berada pada bidang yang sejajar. Masing-masing benda memiliki massa yang berbeda. Massa benda pertama adalah 2500 kg dan 900 kg. Ke dua benda ini terpisah sejauh 10 m. Tentukanlah letak benda ke 3 yang bermassa 4500 kg harus diletakkan agar gaya gravitasi yang dialaminya nol!

Jawaban:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Soal No. 10) Tentukan massa Bumi jika jari-jari bumi 6,38 x 10m, konstanta gravitasi 6,67 x 10-11 Nm/kg2, dan percepatan gravitasi 9,8 m/s2

Jawaban;

Diketahui:
R = 6,38 x 106 m
G = 6,67 x 10-11 Nm/kg 2
g = 9,8 m/s2
Ditanya:
M = … ?
Jawab:
M = 5,98 x 1024 kg